Способ контроля состояния химического источника тока Советский патент 1982 года по МПК H01M10/48 

Изобретение относится к электрогехнике, в частности к способам контроля состояния химических источников тока (ХИТ) в процессе их производства и эксплуатации. Под контролем состояния ХИТ понимаем оценку и указание конкретных причин ухудшения эксплуатационных характеристик или полной потери работоспособности, а также оценку степени заряженности (прогнозирование отдачи в конкретных условиях) при их нормальной эксплуатации. Известны способы контроля. сос:тоян ХИТ, основной целью которых является определение их степени заряженности, без проведения полного разряда путем измерения напряженности на его клем мах при кратковременном разряде на контрольное сопротивление l или кратковременной имитации рабочей нагрузки 1.2, путем измерения разности между валичиной ЭДС источника и пост янным опорным напряжением путем измерения степени поглощения инфракрасного излучения материсшом электрода путем анализа пульсаций напряжения на их кле1Ф1ах, вызванных поляризацией электродов пульсирующим током 5, путем заряда изменяющимися л.о величине постоянным током и регистрации его величины, при которой начинается газовыделение в испытуемом источнике б. Известны также способы контроля состояния ХИТ основной целью которых является выявление источников, имеющих токи утечки, путем регистрации и сопоставления электрического параметра до и после хранения электрической емкости 7}, напряжений б, а также путем измерения омического сопротивления между разнополярными электродами источника, находящегося в рабочем состоянии С9 или при охлаждении последнего до ЭДС равной нулю Ю , кроме этого, путем измерения установившегося значения тока при подаче напряжения эт постороннего источника, превышакхцего ЭДС испытуемого tllj и tl2 или тока подзаряда, обеспечивакядЪго постоянство напряжения испытуемого источника 13 . Однако способы 111 - Cs1 позволяют установить наличие неисправностей в испытуемом источнике только в том случае, когда измеряемая величина значительно выходит за пределы измерения, т.е. когда эксплуатационные характеристики дефектного источника снижаются в значительной мере. Уста новление ;.;е конкретных причин сниже ния эксппуатационных характеристик указанными способами невозможно, а способом 6 } невозможно даже выявит дефектный химический источник тока Известные способы контроля состо ния химических источников тока,осно ной целью которых является выявлени источников, имеющих токи утечки,поз воляют обнаружить только те дефекты которые вызвали наличие тока утечки в испытуемом источнике. . Известен также способ, согласно которому КОНТРОЛЬ состояния ХИТа проводится следующим обр.азом.Через полностью разряженный источник про пускают постоянный (зарядный) ток, измеряя количество электричества, пропущенного через него и объем выделившегося газа за время полногозаряда. Расчетным путем определяют количество электричества, необходимого для выделения измеренного объе ма газа и вычитают его из количеств электричества, пропущенного через источник за время полного заряда. Сравнивая величину полученной разно ти с номинальной емкостью,опреде- . ляют состояние источника 143 Этот способ позволяет определить необратимое снижение электрической емкости, .т.е. .обнаружить неисправности, снижагацие.эксплуатационные характеристики источника, однако их идентификация невозможна (например для свинцовокислотных аккумуляторов невозможно различить необратимую сульфатацию отрицательных электродо от разрушения нижней части положител ных электродов в результате коррозии) . Способ продолжителен во време ни, его применение требует значитель ных затрат электроэнергии,(испытуемый, предварительно разряженный источ ник необходимо полностью зарядить) и использования сложного и.малочувст вительного устройства. Кроме того, способ применим только для негерметичных аккумуляторов, т.е. область его применения ограничена. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ контроля состояния ХИТа путем измерения величины переменной составляющей напряжения на клеммах ХИТ при пропускании через него переменного электрического тока -(15Д. Однако этот способ позволяет установить наличие неисправностей в .испытуемом источнике, без указания конкретных причин этих неисправностей, только в том случае, когда измеряемая величина значительно выходит за пределы, соответствующие исправному -ХИТ. Кроме того, известный способ длителен. Цель изобретения - обнаружение и идентификация неисправностей и снижение затрат времени. С этой целью в способе контроля состояния ХИТа путем пропускания через него переменного электрического тока измеряют величины напряженности магнитного поля той же частоты, что и входной ток на наружной поверхности его корпуса, по величинам которых определяют состояние источника, сравнивая их с соответствующими данными для исправного химического источника тока. Сущность и новизна изобретения заключается в том, что определяется наличие дефектов по изменению распределения переменного тока в электродах испытуемого источника-, а распределение тока в электродах устанавливается по величине напряженности магнитного поля, обусловленного его прохождением по элементам конструкции испытуемого источника, измеряя ее в непосредственной близости от его наружной поверхности. определение конкретных мест, где величина магнитного поля, обусловленная прохождением переменного тока по электродам аккумулятора, отклоняется от соответствующих величин, для исправного источника тока дает возможность индентифицировать характерные для данного типа источников дефекты. Расширение области применения на ХИТ различных систем и конструктивных исполнений, в том числе и герметичных, снижение затрат времени и электроэнергии достигается исключением продолжительного и энергоемкого процесса заряда испытуемого источника. Упрощение проведения контроля состояния обусловлено тем, что измерение напряженности переменного магнитного поля является одним из наиболее отработанных электромагнитных измерений и потому легко доступных и осуществимых с большей степенью точности результатов. Выбор частоты и величины тока, пропускаемого через испытуемый ХИТ, обуславливается следующим: величина напряженности магнитного поля, обусловленная прохождением указанного тока, должна надежно превышать уро вень случайных помех, измерения не должны оказывать разрушающего действия на испытуемый источник, а также должны вызывать равномерную поляризацию электродов исправного источника. Это, в свою очередь, зависит от типа испытуемого источника и применяемой аппаратуры для измерения напряженности магнитного поля. П р и м е р. Контролируют состояние свинцовокислотных аккумуляторов батарей типа 12-ст-70. Через аккумуятрры, имеющие различные дефекты.

пропускают переменный ток 20 А промышленной частоты 50 Гц, измеряют вели чины напряженности магнитного поля той же частоты на наружной поверхности его корпуса, по последним определяют состояние аккумулятора, сравнивая их с соответствующими данными для исправного аккумулятора. Напряженность переменного магнитного поля определяют датчиком, представляющим собой катушку индуктивности

с незамкнутым П-образным сердечником из шихтованной электротехнической стали, включенным на вход милливольтметра переменного тока. С целью получения сравнительных данных параллельно проводят контроль состояния аккумуляторов по способу, например fl4j.

В таблице представлены денные по определению состояния аккумуляторов батареи 12-ст-70 предлагаемым и контрольным способами.

Как видно из таблицы, предлагаемы способ по сравнению с известным позволяет проводить идентификацию неисправностей, снизить затраты на электроэнергию в 100 раз, сократить время на определение состояния в 300 - 400 раз. Кроме того, он упрощает проведение контроля состояния и может быть применен к ХИТ самых различных систем, конструкций и назнат чений. Формула изобретения Способ контроля состояния химического источника тока путем пропускания через него переменного электрического тока, отличающийся тем, что, с целью обнаружения и идентификации неисправностей снижения затрат времени, измеряют величины напряженности магнитнот о поля той же частоты, что и входной ток на наружной поверхности его корпуса, по величинам которых определяют состояние источника, сравнивая их с соответствующими данными для исправного аналогового химического источника тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 550708, кл. Н 01 М 10/48, 1973.

15.Авторское свидетельство СССР D 514384, кл. Н 01 М 10/48, 1973.